Original paper

Revision der Stratigraphie der süddeutschen Brackwassermolasse

[Revision of the stratigraphy of the South German Brackwassermolasse.]

Buchner, Elmar; Schweigert, Günter; Seyfried, Hartmut

Kurzfassung

Nach bisheriger Ansicht wird die süddeutsche Brackwassermolasse von der Grimmelfingen-Formation und der darüberliegenden Kirchberg-Formation aufgebaut. Durch den Nachweis von Stoßwellenmetamorphose in Komponenten der Grimmelfinger Graupensande und der Heliciden-Schichten des Hegaus schlossen BUCHNER et al. (1996), daß die Grimmelfingen-Formation jünger als das Riesereignis (Badenium) sein müsse. REICHENBACHER et al. (1998) legen biostratigraphische Daten für die Kirchberg-Formation vor, wonach diese ins Ottnangium zu stellen ist. Beide Ansichten sind sehr gut abgesichert; der Widerspruch liegt nicht in der absoluten Alterseinstufung, sondern hat seine Ursache in der bisherigen Ansicht über die Lagerungsbeziehungen zwischen diesen beiden Formationen. Wir haben deshalb die bisherigen Beschreibungen und Interpretationen kritisch durchgesehen und zusätzlich bei Staig südlich von Ulm eine Bohrung abgeteuft, mit der das Unterlager der Kirchberg-Formation erkundet wurde. Unserer Ansicht nach besteht nun kein Zweifel mehr, daß die Kirchberg-Formation die Grimmelfingen-Formation nicht über-, sondern unterlagert. Die Ablagerungsgeschichte der miozänen Molasse in Südwestdeutschland stellt sich damit wie folgt dar: Im Ottnangium bildete sich über einer Diskordanz zunächst ein fossil- und geröllführender Transgressions-Horizont. Diesem folgten die flachmarinen bis brackischen Suevicus-Sande und die tonigen Kirchberger Schichten, welche die Einsenkung einer sehr flachen Muldenstruktur ("Kirchberger Depression") ausglichen. Spätestens im Badenium schnitt sich in diese Ablagerungen die Graupensandrinne als Incised Valley ein. Im Bereich dieses Talsystems wurde die Kirchberg-Formation teilweise oder ganz ausgeräumt. Der Basisgeröllhorizont der Talfüllung enthält umgelagerte Fossilien aus dem basalen Transgressionshorizont der Kirchberg-Formation; hier liegt eine der Ursachen für die bisherige stratigraphische Fehlinterpretation. Der Graupensandfluß brachte über seine Zubringer Ur-Naab und Ur-Main Sediment aus der Bayerisch-Böhmischen Masse heran. Nach dem Riesereignis wurden gewaltige Mengen an lockerem Auswurfmaterial umgelagert und in das Tal eingeschwemmt; es entstanden die Grimmelfinger Graupensande. Damit gehört zur süddeutschen Brackwassermolasse nur noch die Kirchberg-Formation. Die Grimmelfingen-Formation entstand nach dem Riesereignis und gehört zur Oberen Süßwassermolasse. Diese Vereinfachung der Stratigraphie sollte sich auch in der übrigen Nomenklatur widerspiegeln. Wir empfehlen, das Talsystem des Graupensandflusses weiterhin als Graupensandrinne zu bezeichnen. Der Ausdruck "Erweiterte Graupensandrinne" sollte nicht weiter verwendet werden, da er sich auf den südlichen Ablagerungsraum der Kirchberg-Formation bezieht.

Abstract

To date, current opinion was that the Miocene Brackwassermolasse from the Alpine foreland basin in Southern Germany consists of relatively coarse-grained fluvial deposits ("Graupensande", Grimmelfingen Formation) which are overlain by the shallow marine to estuarine Kirchberg Formation (containing Suevicus Sands and Kirchberg Shales). After the discovery of shocked grains within the Graupensande, BUCHNER et al. (1996) concluded that the Grimmelfingen Formation must be younger than the Ries impact (15 m.y., Badenian). REICHENBACHER et al. (1998) now provide biostratigraphical evidence that the Kirchberg Formation must be placed into the Ottnangian. Both conclusions are founded on reliable evidence; the contradiction is an artifact of the current opinion on the stratigraphic superposition of these formations. We evaluated published data and interpretations back to 1871 and drilled a hole into the Suevicus Sands and the underlying rocks. It became clearly evident that the Kirchberg Formation underlies the Grimmelfingen Formation. Therefore, the depositional history of the Miocene Alpine foreland basin in Southern Germany must be rewritten as follows. During the Ottnangian, sedimentation of the Kirchberg Formation started with a transgressive lag which contains abundant vertebrate bones. This lag deposit covers an erosional unconformity; it is overlain by the shallow marine to estuarine Suevicus Sands and Kirchberg Shales. This material accumulated within an gently curved depression (back bulge?), hardly compensating subsidence (Kirchberg Depression). In the Badenian, probably somewhat earlier, a valley incised deeply along the same lines, partly or entirely removing the Kirchberg Formation and cutting even into Jurassic country rock. This valley is the Graupensandrinne; the basal lag of the valley-fill sequence contains reworked fossils from the transgressive lag at the base of the Kirchberg Formation (a fact which has led to considerable stratigraphic misinterpretations). The Graupensand River brought some material from the distant Bohemian Massive, but after the Ries impact, the valley became swamped with debris from the ejecta blankets, producing the odd granulometry of the Graupensande. From this point of view, the German Brackwassermolasse is reduced to the Kirchberg Formation. The Grimmelfingen Formation originated after the Ries Impact; it belongs to the Upper Freshwater Molasse.

Keywords

RevisionMiocenestratigraphic units (Kirchberg-FormationGrimmelfinger Graupensande)molassebrackish-water sedimentationfreshwater sedimentationtransgression conglomeratesandsreworked fossilschannels. AlpenvorlandBaden-Württemberg.